[實用新型]一種利用電化學傳感器測量氣體濃度的裝置

有效

• 申請號: 201220295836.5
• 申請日: 2012-06-21
• 公開（公告）號: CN202676655U
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 謝雷;韓杰;沈立軍;韓益蘋
• 申請（專利權）人: 尚沃醫療電子無錫有限公司
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26;G01N27/416
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及測量氣體中物質濃度的裝置。?

背景技術

用電化學氣體傳感器測量氣體濃度時，其信號S通常滿足如下測量方程：

???????????????S?=?kC₀?+?k₀?????????????????????????（1）

其中，參數k₀與k分別為一個傳感器的零點與靈敏度參數。

傳感器在使用過程中其響應信號會受到包括氣流速率、壓力、溫度、濕度以及其它干擾氣體組分的影響，且傳感器靈敏度也會由于老化、失活、活化或中毒等影響而發生變化，因而傳感器的使用一般都要求在與使用條件接近的氣流速率、壓力、溫度、濕度以及氣體組分、條件下進行利用至少兩個濃度已知的標準樣品對傳感器進行標定，以確定方程（1）的適用性及兩個參數k與k₀（標定），而且標定時間與測量時間盡可能接近以避免上述干擾。

在實際應用過程中上述標定過程還存在一系列的問題，如：低濃度、高揮發性、高反應活性及高危險性（有毒有害易燃易爆）等標定樣品不易配制、儲存、攜帶或使用，存在技術及安全風險；標定樣品及標定條件通常很難模擬實際情況，存在可靠與有效性風險；即便標定能夠模擬實際情況，但有些使用現場也難以進行標定操作；即便可以現場標定操作，但許多用戶也通常忽略進行標定使用。

例如，甲醛、苯等有機揮發物的標定樣品就難以獲得或使用；即便在應用最為廣泛的工業與環境安全監測領域，尤其是煤礦及石油集輸等場地，也難以現場標定，而忽視或不當標定所導致的誤報或不報的安全事故則時常發生；尤其是民用領域，例如家庭個人用血糖檢測及室內燃氣泄漏預警等，用戶很少進行標定，由此引起的問題也常有報道。

目前解決這一問題的努力主要是提供安全、方便與可靠的自動標定儀。例如，Honeywell最近幾年公開了多項傳感器標定與自標定方法的專利（US7975525B2，US7661290B2，US2006/0266097A1，US2005/0262924A1，US7401493B2，US7581425B2，US7655186B2，US7071386B2,?US6918281，?US2006/0042351A1），Drager?最近也公開了幾項傳感器標定專利（US7704356B2，?US7645362B2），?這些專利的一個共同點就是它們都需要標準氣體，只是產生標準氣體的方法各有不同。有沒有不需要標準氣體的標定方法呢？

1987年和1989年City?Tech?和Drager在分別公開了不依靠標定樣品進行標定的專利（US4829809，US4833909），將一個電化學傳感器放在充滿樣品的密閉容器內，讓被測物質電解消耗殆盡后，按庫侖電解法確定氣體濃度，進而對傳感器進行標定。

Industrial?Scientific在2000年公開了一項專利（US6055840），描述了一種通過定量調整控制氣體擴散通道阻力求解氣體濃度的方法,?該方法需要知道待測氣體的擴散系數及至少一個氣體擴散通道的物理尺寸,?因而實際應用也不方便。

然而，這些還屬于實驗室研究或分析方法，難以實際應用。目前，氣體傳感器的標定還一直依賴于使用由標準計量部門提供的標準濃度物質進行標定的方法。

發明內容

本實用新型將揭示一種利用電化學傳感器搭建循環分析氣路直接測量氣體濃度的裝置。

該裝置由樣品室、毛細管路、電化學傳感器、泵及閥門組成，所述樣品室，電化學傳感器，泵及閥門由管路組成循環氣路；所述樣品室為細長管路，分析時氣體在其中的流動為活塞流，體積大于循環氣路總體積的95%，用于儲存待分析流體樣品；所述電化學傳感器封閉于循環流路中，與傳感器連通的進出氣口為毛細管，毛細管截面面積與長度比小于傳感器電極表觀面積與氣室厚度比的5%，用于測量響應信號及對待測電化學活性組分進行電解；所述泵用于推動流體在循環流路中循環流動，可至少兩次通過傳感器。

該裝置可現場測量傳感器零點并計算氣體濃度，克服溫度、濕度、壓力及部分干擾氣體對測量的影響，無需對傳感器進行標定，可大大提高了測量的穩定性與可靠性。

附圖說明

圖1是本實用新型的氣路結構示意圖；

具體實施方式：

應用實施例一